JPH0513668Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は電気式動力舵取装置に関し、より詳細
には電動機の駆動力によりハンドル操作力を軽快
にする主として荷役、運搬などに使用される車両
用の電気式動力舵取装置に関する。

（従来の技術） 従来、電動機の駆動力を利用して車輪操向を行
い軽快なハンドル操作を可能にする舵取装置には
いろいろな形式のものがあるが、ボールねじを利
用して動力補助を行うものとしては、例えば特開
昭55−47963号公報に示されるものがある。この
装置は、ハンドルの操舵方向と入力トルクとを歪
ゲージにて検知し、スリツプリングを介して電気
信号を取り出すトルク検出器と、操向車輪を転舵
させる転舵機構に連結されたロツドにボールネジ
と遠心クラツチを介して電動モータの駆動力を伝
達する操舵機構とを有し制御回路により制御する
構成である。

又、他の同様の装置として、トルク検出器にハ
ンドル軸に一体に設けられたトーシヨンバーを利
用するタイプのものも知られている。

（考案が解決しようとする問題点） 以上の従来装置においては、そのトルク検出器
の構造が複雑であつたり高価であるという問題が
ある。即ち、トーシヨンバーを利用したトルク検
出器では、スリツプリングを介して電気信号を取
り出さなければならないため、構造が複雑になり
寿命も短かく又、信頼性にも欠けることに成る。
更に、歪ゲージタイプでは配線が複雑になり組立
てが難しく、又、高価な増巾器を必要としその上
クラツチを使用するので価格の面や保全の面でも
問題が多い。

本考案の目的は、以上のごとき従来装置の問題
点を解決し、構造容易かつ安価であるとともに信
頼性の高い電気式動力舵取装置を提供することで
ある。すなわち、トルク検出器の構造、及び操向
ギヤー装置と転舵装置とを連結する連結装置の構
造を簡素にし、しかも両者を関連を持たせて構
成、配置することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案において
は、操舵ハンドルの回転により移動するピツトマ
ンアームを有する操向ギヤ装置と；操向車輪に連
結されるリンク機構を備えた転舵装置と；該転舵
装置と前記操向ギヤ装置とを連結して前記ピツト
マンアームの動きを前記転舵装置のリンク機構に
伝える連結装置と；操舵ハンドルのトルクを検出
するためのトルク検出装置と；外部から駆動制御
される電動機、一端が転舵機構に枢着されたロツ
ド部材、及び該ロツド部材の他端を収容し電動機
の回転運動をロツド部材の直線運動に変換するボ
ールスクリユー機構で構成される動力補助装置
と；トルク検出装置の信号により電動機の回転を
制御する制御装置と；から成る電気式動力舵取装
置において、前記連結装置及びトルク検出装置を
改良した。

すなわち、前記連結装置は、操向ギヤ装置と前
記転舵装置との間に配置された中間軸と、該中間
軸の一端と前記ピツトマンアームとの間に形成さ
れ前記ピツトマンアームの先端に結合されたボー
ルスタツドを含む第１の枢着連結部と、該中間軸
の他端と転舵装置との間に形成された第２の枢着
連結部と、前記中間軸に固定されたハウジング
と、該ハウジング内に摺動自在に内設されボール
スタツドの球状の頭部と係合する可動スリーブ
と、該可動スリーブを前記ハウジング内において
中立位置に戻す付勢力を前記可動スリーブに与え
るばねと、で構成した。また、前記トルク検出装
置は、前記ボールスタツドと、前記ハウジング
と、前記可動スリーブと、前記ばねと、前記可動
スリーブが前記ばねの付勢力に打勝つて摺動する
際における摺動向き及び摺動変位量を電気信号に
変換して検知する検知器と、で構成したのであ
る。

（実施例） 以下に本考案の一好適実施例について詳述す
る。

第１図は本考案による電気式動力舵取装置の全
体を示す図である。第１図において、ハンドル１
はハンドル軸２の一端に固定され、一体回動自在
に図示なき車体上に支持されている。ハンドル軸
２の他端には公知のボールねじ式の操向ギヤ装置
３が設けられピツトマンアーム９が係合されてい
る。ボールねじ式の操向ギヤ装置３は、ハンドル
軸２の先端にボールねじに係合されたラツクギヤ
を有するボールナツトと前記ラツクと噛合うセク
ターギヤとより構成され、ハンドル１の回動に応
答してセクターギヤがその軸回りに回動する。セ
クターギヤの軸にはアーム９が固定され、セクタ
ーギヤ軸の回動にともないアーム９が軸を中心に
回動する。

アーム９の揺動端には第３図及び第４図に拡大
して示されるジヨイント部材としてのボールスタ
ツド１４が連結され、更にボールスタツド１４は
トルク検出装置１３に係合されている。トルク検
出装置１３は、ボールスタツド１４と、ハウジン
グ４０と、可動スリーブ４４と、ばね４６と、ポ
テンシヨメータ５０とにより構成され、制御装置
１１に電気的に接続されている。また、中間軸１
０の一端とボールスタツド１４とにより第１の枢
着連結部が形成され、中間軸１０の他端とロツド
部材６の第２係合部６ｂとにより第２の枢着連結
部が形成され、これら第１及び第２の枢着連結部
によつて操向ギヤ装置３と転舵装置４のリンク機
構とを連結する連結装置の一部がが形成されてい
る。これらの詳細については後述する。

一方、操向車輪５は転舵装置４により転舵され
るように連結されている。即ち、伝達板１５に連
結されたロツド１７，１８、及びこれらロツド１
７，１８に連結されたナツクルアーム１９，２０
により構成されるリンク機構を左右の操向車輪５
に結合し、伝達板１５にはロツド部材６の第１係
合部６ａを連結する構成としている。伝達板１５
は、ロツド部材６が軸方向に変位する時、軸１６
を中心に回動し、リンク機構を移動させて操向車
輪５を転舵する。ロツド部材６の他端は車体の一
部に固定され、両端間には電動機７がトルク伝達
機構８を介して関連している。電動機７は制御装
置１１に接続されている。制御装置１１は電源１
２にも接続されて、トルク検出装置１３からの入
力トルクに関する情報や車速等のその他の情報に
基づき電動機７の駆動を制御している。電動機７
の駆動によりロツド部材６は軸方向に変位し伝達
板１５を回動させるので操向車輪５が転舵され
る。

トルク検出装置１３の端部には、中間軸１０の
一端が結合され、中間軸１０の他端はロツド部材
６と伝達板１５との連結部付近でロツド部材６の
第２係合部６ｂに連結されている。中間軸１０を
設けることによつて、電動機７の駆動が故障等に
よつて中断された場合でも、アーム９、ボールス
タツド１４、トルク検出装置１３、中間軸１０、
ロツド部材６を経て入力トルクが伝達板１５へと
伝達されるので、操舵が可能である。従つて電気
系統の不意の故障時にも確実な操舵が保障されて
いる。

次に、第２図を参照して電動機７とトルク伝達
機構８について詳述する。トルク伝達機構８はボ
ールスクリユー機構とギヤ機構より成つている。

先ず、ボールスクリユー機構は次の通り形成さ
れている。

ロツド部材６の中央部外周にはらせん状のボー
ルねじ溝が穿設され、その外側には同心にナツト
部材２７が配置されている。ナツト部材２７の内
周面にはロツド部材６のボールねじ溝に対応する
溝が穿設されており、両溝間には多数のボールが
介装されている。これらのボールは、ナツト部材
２７の外周に設けられたボール循環路２７ａを通
つてボールねじ溝との間を循環しながらトルクを
伝達するとともにロツド部材６を軸方向に変位さ
せる。ナツト部材２７の両端は玉軸受２３，２４
によりハウジング２１ａ，２１ｂ上に回動自在に
支持されている。ハウジング２１ａの端部には支
持管２２が挿入されロツド部材６を被うととも
に、その支持管２２端部で車体に固定支持され
る。

電動機７はハウジング２１ａの空孔内にその駆
動軸を挿入してボルト３４によりハウジング２１
ａに固定されている。電動機７の駆動力をナツト
部材２７に伝達するギヤ機構は、３つのギヤより
成つている。即ち、電動機７の駆動軸に嵌着され
たピニオンギヤ３３と、ナツト部材２７の外周に
嵌着されたギヤ３１と、両ギヤ３３，３１間で回
動自在にハウジング２１ａ上に玉軸受２５により
軸支されたアイドルギヤ３２とで構成されてい
る。

以上の構成の電動機７、ギヤ機構及びボールス
クリユー機構より成るトルク伝達機構８によつ
て、電動機７の回動はロツド部材６の軸方向変位
へと変換される。

電動機７の駆動力をクラツチを介することなく
直接ギヤ機構とボールスクリユー機構を介してロ
ツド部材６に伝達する簡単な構成としているの
で、安価でコンパクトなトルク伝達機構とするこ
とができる。

次に、トルク検出装置１３の詳細について、そ
の第１実施例を示す第３図及び第２実施例を示す
第４図に従い説明する。

前述したアーム９の揺動端に連結されたボール
スタツド１４の先端は球面を成し、トルク検出装
置１３のハウジング４０又は６０内に延び入り支
持されている。

第１実施例を示す第３図において、ハウジング
４０内に延び入つたボールスタツド１４の球面部
は両側をボールシート４２で挟持され、ボールシ
ート４２はハウジング４０内に摺動自在に内設さ
れた可動スリーブ４４と可動スリーブ４４内へ螺
入された位置調整可能なカバー４３により保持さ
れている。ハウジング４０の一端には蓋４１が螺
合され、他端は第２ハウジング５２内へと螺入さ
れている。可動スリーブ４４の先端はハウジング
４０の内腔内で第２ハウジング５２方向へ突出
し、その突出部には両側に作動板４５を持つコイ
ルバネ４６が挿入され、Ｅリング等の止メ輪４７
により保持されている。カバー４８がハウジング
４０内に螺入された止め輪４７に当接している。

ハウジング４０の先端にはポテンシヨメータ５
０をビス５１により固定したベース５３がビス５
１によつて固定されている。従つて、ポテンシヨ
メータ５０は第２ハウジング５２の内腔内に収め
られる構成となつているので、泥水やゴミ等から
保護することができる。

ポテンシヨメータの中心軸はばね４９により可
動スリーブ４４方向へと付勢され、可動スリーブ
の動きに追従するように成つている。

第２ハウジング５２の他端には中間軸１０の一
端が圧入嵌めされ一体構造を成している。中間軸
１０の他端は前述の如くロツド部材６の先端部に
連結されている。ボールスタツド１４の変位が大
きくハウジング４０に当接した後も、ハウジング
４０に力が伝達される状態になると、伝達された
力は第２ハウジング５２及び中間軸１０を介して
ロツド部材６より伝達板１５へと伝えられ車輪５
を転舵させる。従つて、電動機７が故障しても安
全な操舵が可能である。

第４図に示すトルク検出装置１３の第２実施例
は、ポテンシヨメータ８０をハウジング６０の外
部に突出させて固設したものである。

第４図において、ボールスタツド１４は、第１
実施例と同様にハウジング６０内に延び入り、ボ
ールシート６２より両側支持されている。ボール
シート６２はやはり可動スリーブ６４と、可動ス
リーブ６４に位置調整可能に螺入されたカバー６
３により保持されている。更にカバー６３の外側
には蓋６５がハウジング６０内に螺合されて固定
されている。ハウジング６０の外周には、ゴム製
のカバー６１が被着されて内部を保護している。
蓋６５には中間軸１０が圧入嵌めされている。一
方、可動スリーブ６４の他端は、ハウジング６０
の内腔内を延び突出端と成つている。突出端には
前述したと同様、作動板６６に挟まれたコイルバ
ネ６７が止メ輪６８により保持されている。ハウ
ジング６０の開口端にはカバー７０が螺入されて
先端が一方の作動板６６に当接している。更に、
ハウジング６０の開口端にはベース７１がポテン
シヨメータ８０のケース７３とともにボルト７２
により固定されている。ポテンシヨメータ８０の
本体とケース７３とはビス７４により固定されて
いる。ポテンシヨメータ８０の軸は軸方向に変位
可能に設けられ、ばね６９により可動スリーブ６
４の突出端へと付勢されている。ポテンシヨメー
タ８０を容易に取り外せるように配置することに
よりメインテナンスが簡単に実施できる効果があ
る。

以上の構成のトルク検出装置１３は、ボールス
タツド１４が第３図及び第４図上左右に変位する
と、可動スリーブもまた左右に変位し、ポテンシ
ヨメータ５０又は８０の中心軸が左右に変動され
る。この中心軸の変動によりポテンシヨメータの
抵抗値が変わるので、入力トルクの大きさに応じ
た電気信号を取り出すことが可能である。

以上の構成の電気式動力舵取装置の作動につい
て説明する。

運転者がハンドル１を操舵すると、ハンドル軸
２が左右に回動され、この回動は操向ギヤ装置３
を介してアーム９を揺動させる。アーム９が揺動
するとボールスタツド１４も変位しトルク検出装
置１３内のポテンシヨメータ５０，８０の中心軸
が変位され、入力トルクに応じた電気信号が制御
装置１１へと出力される。

制御装置１１は入力トルクに関する情報とその
他の情報、例えば車速等の情報とから電動機７に
付与すべき電流を計算して電動機７を駆動制御す
る。電動機７が駆動されると前述したようにトル
ク伝達機構８を介してロツド部材６へとトルクが
伝達され、ハンドルの操舵方向及び入力トルクに
応じて操向車輪５が転舵されるようロツド部材６
が軸方向に変位する。即ち、ロツド部材６が変位
すると、伝達板１５が軸１６中心に回動し、ロツ
ド１７，１８の変位によつて車輪５が転舵され
る。

（考案の効果） 以上述べてきたように、本考案にかかる動力補
助装置においては、操向ギヤ装置と転舵装置のリ
ンク機構との間に配置される連結装置は、中間軸
とピツトマンアームとの間に形成されピツトマン
アームの先端に結合されたボールスタツドを含む
第１の枢着連結部と、中間軸の他端と転舵装置の
リンク機構との間に形成される第２の枢着連結部
と、中間軸に固定され第１の枢着連結部と包囲す
るハウジングと、このハウジング内に摺動自在に
内設されボールスタツドの球状頭部と係合する可
動スリーブと、この可動スリーブをハウジング内
において中立位置に戻す付勢力を可動スリーブに
与えるばねと、で構成した。また、トルク検出装
置は上記ボールスタツド、ハウジング、可動スリ
ーブ、ばね及び検知器により構成される。すなわ
ち、ボールスタツド、ハウジング、可動スリーブ
及びばねは、連結装置の構成要素とトルク検出装
置の構成要素とに兼用されている。

これにより、トルク検出装置は可動スリーブの
軸方向移動を検知器で検知する形式のものとな
り、従来のように捩りトルクを検知する形式のも
のに比べて構造が簡単になる。また、連結装置の
構成要素の大半がトルク検出装置の構成要素を兼
用（特に可動スリーブが双方の構成要素を兼用）
しているので、トルク検出装置は中間軸の一方の
枢着部の近傍に配置されることになると共に、そ
の分部品点数が減少でき、かつ動力補助装置全体
の構成が簡素になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による電気式動力舵取装置の１
実施例を示す全体図、第２図は電動機及びトルク
伝達機構の詳細図、第３図はトルク検出装置の第
１実施例を示す断面図、第４図はトルク検出装置
の第２実施例を示す断面図である。 主要部分の符号の説明、１……操舵ハンドル、
３……操向ギヤ装置、４……転舵装置、５……操
向車輪、６……ロツド部材、７……電動機、８…
…動力補助機構（トルク伝達機構）、９……ピツ
トマンアーム、１０……中間軸、１１……制御装
置、１３……トルク検出装置、１４……ボールス
タツド、１５，１７，１８，１９，２０……リン
ク機構、６，２７……ボールスクリユー機構、１
０，１４……第１の枢着連結部、６ｂ，１０……
第２の枢着連結部、４０……ハウジング、４４…
…可動スリーブ、４６……ばね（コイルバネ）、
５０……検知器（ポテンシヨメータ）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 操舵ハンドルの回転により移動するピツトマン
   アームを有する操向ギヤ装置と；操向車輪に連結
   されるリンク機構を備えた転舵装置と；該転舵装
   置と前記操向ギヤ装置とを連結して前記ピツトマ
   ンアームの移動を前記転舵装置のリンク機構に伝
   える連結装置と；前記操舵ハンドルのトルクを検
   出するためのトルク検出装置と；外部より駆動制
   御される電動機、一端が前記転舵装置のリンク機
   構に枢着されたロツド部材、及び該ロツド部材の
   他端を収容し前記電動機の回転運動を前記ロツド
   部材の直線運動に変換するボールスクリユー機構
   で構成される動力補助機構と；前記トルク検出装
   置の信号により前記電動機の回転を制御する制御
   装置と；から成る電気式動力舵取装置において、 前記連結装置は、前記操向ギヤ装置と前記転舵
   装置との間に配置された中間軸と、該中間軸の一
   端と前記ピツトマンアームとの間に形成され、前
   記ピツトマンアームの先端に結合されたボールス
   タツドを含む第１の枢着連結部と、前記中間軸の
   他端と前記転舵装置のリンク機構との間に形成さ
   れた第２の枢着連結部と、前記中間軸に固定され
   たハウジングと、該ハウジング内に摺動自在に内
   設され前記ボールスタツドの球状頭部と係合する
   可動スリーブと、該可動スリーブを前記ハウジン
   グ内において中立位置に戻す付勢力を前記可動ス
   リーブに与えるばねと、で構成され、 前記トルク検出装置は、前記ボールスタツド
   と、前記ハウジングと、前記可動スリーブと、前
   記ばねと、前記可動スリーブが前記ばねの付勢力
   に打勝つて摺動する際の摺動向き及び摺動変位量
   を電気信号に変換して検知する検知器と、で構成
   されていることを特徴とする電動式動力舵取装
   置。